Bilanz für ein geschlossenes thermodynamisches System: dU= dQ + dW
dW soll sowohl Reibungsarbeit als auch Volumenarbeit enthalten.
In meiner physikalischen Chemie1 Vorlesung/Übung wurde bisher nichts über die Reibungsarbeit erzählt.
Frage 2: Wann kann man diese ignorieren, wann nicht?
(Das bei einem bewegten System noch äußere Energien dazu kommen, ist mir bekannt)
Bilanz für ein beliebiges offenes System.
Enthalpie H =U+pV ; kann mir jemand die
In der Vorlesung steht: dH= dU + d(pV) = dU + pdV + Vdp (+dpdV=0)
Frage3: Was ist dU dann in dem Fall? Im geschlossenen thermo... System war es ja dQ+ dW
1. Ein System heißt "geschlossen" wenn es mit seiner Umgebung Energie, nicht aber Materie austauscht. Ein System heißt offen, wenn es sowohl Energie, als auch Materie austauscht. Ein System heißt abgeschlossen oder isoliert, wenn es weder Energie noch Materie austauscht.
Bitte beachten Sie, dass ich hier nicht "austauschen kann" geschrieben habe. Es kommt nämlich nur darauf an, was bei der jeweils aktuellen Zustandsänderung tatsächlich passiert oder als Geschehen angenommen wird.
Und nicht hauptsächlich aber auch deswegen ist der "erste Hauptsatz" eine Mistgeburt. Da es nämlich in jedem Fall besser ist, konkret anzugeben , der Austausch welcher Größen zugelassen ist bzw. welche Größen konstant gehalten werden.
Vor allem aber ist der erste Hauptratz eine Fehlkonstruktion, weil es nicht nur nach meiner Kenntnis keine allgemein tragfähige Definition des Wärmebegriffes gibt und auch offen bleibt, was hier unter "Arbeit" zu verstehen ist. Der Versuch, alle Austauschmöglichkeiten von Energie mit "Wärme" und "Arbeit" zu erschlagen, alo als misskonzeptionell bezeichnet werden muss.
Wobei sich aus Sicht der Chemie insbesondere die Frage stellt, wie hier die mit Änderungen des Aggregatzustands oder chemischen Reaktionen verbundenen Energieänderungen zugeordnet werden sollen : Wärme oder Arbeit ?
Wie würden Sie diese Frage auf Basis Ihrer Vorlesung beantworten ? Oder können Sie mir vielleicht sagen, was das Getöse mit extensiven und intensiven Größen für einen Sinn haben soll ? Im Kontext mit der bis dato erkennbar gewordenen Vorgehensweise macht das keinen Sinn, da sich eben dieser mMn nur dann ergibt, wenn man - am besten unter Totalverzicht auf den ersten Hauptsatz - von Anfang an mit der Alternative beginnt, die nicht nur plausibler daherkommt, sondern auch tragfähiger ist. Und um die man ohnehin nicht herumkommt, wenn stoffliche Änderungen zu berücksichtigen sind .
2.Die Frage nach der "Reibungsarbeit" kann ich nicht beantworten, da auch mir noch keine diesbezügliche Aufgabe "untergekommen" ist, die mit dem ersten Hauptsatz hätte gelöst werden sollen. Ich meine, dass ein solcher Fall insofern trivial wäre, als man nach meinem aktuellen "Fantasiehorizont" eine am System verrichtete Reibungsarbeit dem Zuführen einer Wärmemenge gleicher Energie äquivalent sei müsste. Gleichwohl dies natürlich nur näherungsweise zutrifft, da z.B. auch Oberflächenarbeit verrichtet wird. Und man natürlich eine Annahme "setzen" könnte, dass angenommen werden soll , dass die Reibungsarbeit an einem System verrichtet werden soll, das nur"Oberfläche" austauscht . Aber all dies nur ins Unreine
3. Was Sie als "Bilanz für ein beliebiges offenes System " überschreiben, ist lediglich die Definitionsgleichung für die Enthalpie H. Wobei U nicht mehr und nicht weniger ist als das, was eben diese Gleichung und der erste Hauptsatz hergeben . So folgt z. B. bei Beschränkung der "Arbeit" auf Volumenarbeit und der Annahme konstanten Druckes : \[ dH \ = \ dU \ + \ pdV \ = \ \delta Q \] In Worten also , eingeschränkt auf isobare Vorgänge : "Enthalpieänderung = Wärme" . Bzw. " Enthalpieänderung = Energieänderung - Volumenarbeit" Was aber nicht allgemein richtig ist, wenn stoffliche Veränderungen zu beachten sind.
Gruß FKS